Железнодорожный мост Чепстоу - Chepstow Railway Bridge

Координаты : 51 ° 38′37.10 ″ с.ш., 2 ° 40′1,00 ″ з.д. / 51,6436389 ° с.ш.2,6669444 ° з. / 51.6436389; -2,6669444

Оригинальный железнодорожный мост Брюнеля через Уай в Чепстоу до замены 1962 года.

Железнодорожный мост Чепстоу был построен по указанию Исамбардского королевства Брюнеля в 1852 году. «Большой трубчатый мост» через реку Уай в Чепстоу , который в этом месте образует границу между Уэльсом и Англией, считается одним из главных достижений Брюнеля, несмотря на его внешность. Он был экономичным в использовании материалов и оказался прототипом дизайна для Королевского моста Альберта Брунеля в Солташе . Хотя надстройка с тех пор была заменена, трубчатые железные опоры Brunel все еще на месте. Это здание включено в список Grade II .

Фон

Сохранившаяся часть одной из горизонтальных балок, сохранившаяся за пределами офисов соседнего завода Мабей Бридж .

Брюнелю пришлось ехать по двум путям Южно-Уэльской железной дороги через реку Уай. Адмиралтейство настояло на 300 футов (91 м) прозрачный пролет через реку, с мостом , как минимум, 50 футов (15 м) над уровнем воды при приливе. Пролет должен быть самонесущим, поскольку, хотя сторона реки Глостершир состоит из известняковой скалы, сторона Монмутшира представляет собой низколежащие осадочные отложения, подверженные регулярным наводнениям. Таким образом, на этой стороне не было места для упора, способного противостоять давлению наружу арочного моста или натяжению внутрь обычного подвесного моста . В любом случае, ни то, ни другое нельзя было использовать: арочный мост не отвечал бы ограничениям по высоте и ширине, установленным Адмиралтейством, а подвесные мосты были заведомо непригодны для перевозки железнодорожных поездов. Сосредоточенный вес заставлял цепи отклоняться, позволяя мостику опасно двигаться вверх и вниз. Единственным вариантом был самонесущий ферменный мост .

Роберт Стефенсон соединил реку Конуи (1848 г.) и пролив Менай (1850 г.) с пролетами 400 и 450 футов (140 м) соответственно, используя большие коробчатые балки из клепанного кованого железа. Коробчатые балки типа Конви было бы очень дорого использовать в Чепстоу, а также они были бы тяжелыми (проблематично, поскольку пролеты приходилось поднимать намного выше, чем в Конви). Брюнель, что характерно, искал радикальное решение. Он уже построил тетиву или связанный арочный мост в Виндзоре (1849 г.), состоящий из трех ребер ячеистой арки треугольного сечения, «натянутых» на балки настила из кованого железа, поддерживаемые вертикальными подвесками арок. Это был тот же год, что и мост Высокого Уровня Стефенсона с перемычкой в Ньюкасл-апон-Тайн , который, как предполагалось, оказал влияние на Брунеля в Чепстоу. Тем не менее, решение Брунеля для последнего заключалось в том, чтобы сделать рывок вперед, основанный, тем не менее, на принципах звуковой инженерии и вариации темы связанной арки.

Эксперименты Уильяма Фэйрберна и математический анализ Итона Ходжкинсона показали серией экспериментов, что закрытая коробчатая балка , сделанная из клепанного кованого железа, сочетает относительную легкость с большой прочностью. Трубчатая балка из кованого железа с прямоугольным, треугольным или круглым поперечным сечением является наиболее эффективным элементом фермы. Если бы поперечное сечение было достаточно большим, оно могло бы быть самонесущим. Именно эксперименты Фэйрберна привели к проектированию мостов Менай и Конви . Стефенсон первоначально предложил использовать коробчатую балку, подвешенную на цепях. Он утверждал, что коробчатая секция будет достаточно жесткой, чтобы преодолеть обычные проблемы мостовых настилов подвесных мостов. В этом случае Fairbairn показал, что правильно построенная коробчатая балка будет достаточно прочной, чтобы можно было отказаться от цепей. Тем не менее, решение (не использовать цепи) было принято в конце проекта, поэтому опорные башни моста Британия все же были построены с отверстиями для цепей. Коробчатые балки Стефенсона были большим нововведением, и использование стали или предварительно напряженного бетона вместо кованого железа, конструкция коробчатых балок сегодня является стандартом для больших мостов. Но, как заметил Берридж, «Брюнель никогда не был из тех, кто следовал моде ради моды ... (в Чепстоу) ... Здесь работал настоящий инженер, проектирующий мост в соответствии с местностью и лучший способ внедрить его. позиция".

Мост заполнил брешь на главной железнодорожной линии между Глостером и Суонси . Линия между железнодорожной станцией Чепстоу и Суонси была открыта 18 июня 1850 года, а 19 сентября 1851 года линия была завершена между Глостером и станцией к востоку от реки, известной как Восточный Чепстоу . Пока мост не был завершен и открыт, пассажиров перевозили с одной станции на другую на автобусах по автомобильному мосту 1816 года через реку Уай. Железнодорожный мост впервые был открыт для общественного пользования 19 июля 1852 года; Восточный вокзал Чепстоу был закрыт одновременно с резервированием. Первоначально через мост проходила только одна железнодорожная ветка; второй был введен в эксплуатацию 18 апреля 1853 года. Новая железнодорожная линия и мост позволили сократить время в пути между Лондоном и Суонси с 15 часов по железной дороге, автомобильным дорогам и паромам до 5 часов по железной дороге.

Дизайн моста Чепстоу

Чугунные столбы Брунеля для оригинального моста, которые все еще поддерживают современный железнодорожный мост и его нижнюю ферму.

Брюнель осознал, что трубчатая балка круглого сечения - неглубокий «лук», превосходный при сжатии и растяжении - может быть натянут на подвесные цепи, чтобы образовать жесткую самонесущую конструкцию, намного более легкую (следовательно, менее дорогую), чем Стефенсон. Тип коробчатая балка. Вместо того, чтобы подвешивать цепи к башням и подвешивать к ним настил моста, Брюнель использовал цепи для натяжения и легкого изгиба труб, которые были закреплены на цепях с помощью распорок. Настил моста был жестким, потому что цепями он эффективно прижимался к трубам. Брюнель решил проблему по-своему, и более 100 лет Чепстоу, а затем и Королевский мост Альберта, были единственными подвесными мостами на британской железнодорожной системе.

Несмотря на соперников, Брюнель и Стивенсон профессионально поддерживали друг друга. Когда Стивенсон находился под давлением во время расследования после обрушения его моста с чугунными балками через реку Ди , в результате которого погибло несколько человек, Брюнель отказался осудить использование чугунных балок при перекрестном допросе в качестве свидетеля-эксперта. Он также присутствовал, чтобы оказать Стивенсону моральную поддержку, когда великие коробчатые балки Британии переплыли реку, прежде чем они были подняты до их конечных позиций. Итак, когда дело дошло до революционного проекта в Чепстоу, «Таймс» от 24 февраля 1852 года сообщила, что «г-н Стефенсон, выдающийся инженер, исследовал (большой железнодорожный) мост (в Чепстоу) и согласился с планом, принятым г-ном Брюнелем. .. ».

Мост стал триумфом применения радикального дизайна к конкретной проблеме с использованием доступных материалов. Общая стоимость (77000 фунтов стерлингов) была вдвое меньше стоимости моста Конви (145 190 фунтов 18 шиллингов 0 пенсов) - по общему признанию, с основным пролетом всего 300 футов (91 м) по сравнению с 400 футов (120 м) Конви, но не было никаких глубоких мостов. водные фундаменты, необходимые в Конви, и в Чепстоу, стоимость включала дополнительные 300 футов (91 м) наземных пролетов.

Что касается внешнего вида моста, Illustrated London News заявило, что «особенность этого места не позволяла демонстрировать« искусство », то есть архитектурные украшения; действительно, чистый вкус отвергает любые попытки украсить большую площадь. механические работы с фальшивыми колоннами, пилястрами и мелкими орнаментальными деталями ».

Мост был построен на месте для Брунеля Эдвардом Финчем из Ливерпуля в качестве партнера фирмы Finch & Willey. После того, как он был завершен, Финч остался в Чепстоу и развил крупный инженерный, а затем и судостроительный бизнес на месте, рядом с рекой. Прилегающий участок, позже занятый инженерной фирмой Mabey Bridge (ранее Fairfield Mabey), занимался строительством сборных мостов, а в 1987 году отвечал за строительство автомобильного моста A48, который сейчас проходит рядом с железнодорожным мостом. Мабей покинул участок в 2015 году, а по состоянию на 2020 год его перепрофилируют под жилье.

Наследие

Современный Чепстоуский железнодорожный мост

Однако даже Брюнель не был безупречным, и его дальновидность, допустившая небольшое перемещение подвесных цепей по опорам на мостике для снятия напряжения, привела к ослаблению конструкции. В 1950-х годах скорость поездов по мосту была ограничена до 15 миль в час (24 км / ч) из-за деформации некоторых балок. В 1962 году была возведена новая конструкция для поддержки моста под основным пролетом.

Из мостов, упомянутых здесь, мосты Виндзор и Конви все еще существуют и используются, хотя пролеты Конви были сокращены с помощью промежуточных опор; Мост Британия пришлось заменить в 1970 году после пожара. Тем не менее, мост Брунеля в Чепстоу стал водоразделом, приведшим к окончательной доработке конструкции его великого шедевра - Королевского моста Альберта через реку Тамар в Солташе, который продолжает нести бывшую магистраль Корнуоллской железной дороги в Корнуолл .

Смотрите также

использованная литература